Nghiên cứu thiết kế thang máy ở Việt Nam

Thang máy

Hiện nay, cùng với sự tăng trưởng mạnh mẽ của nền kinh tế quốc gia kéo theo nhu cầu về đô thị hóa tăng cao. Các dự án đầu tư lớn về cơ sở hạ tầng, khu đô thị mới, chung cư cao cấp, trung tâm thương mại được xây dựng ngày càng nhiều. Do vậy, nhu cầu tiêu thụ thang may ở Việt Nam sẽ tăng lên rất nhanh trong những năm tới.
Để đáp ứng nhu cầu thị trường nội địa, vấn đề đặt ra là cần phải tăng cường năng lực trong nước để thiết kế lắp đặt các hệ thống thang máy do trong nước sản xuất với chất lượng tốt và giá thành hạ. Trước yêu cầu đó, nhóm nghiên cứu thuộc Trung tâm Nghiên cứu chuyển giao Công nghệ và Phân tích do TS. Lê Xuân Rao làm chủ nhiệm đã nghiên cứu – thiết kế thang máy ứng dụng công nghệ cao phục vụ nhà cao tầng – tăng tỷ lệ nội địa hóa”.

Theo khảo sát của công ty SGE Schindler năm 2004, thị trường Việt Nam có nhu cầu tiêu thụ khoảng 1000 đơn vị tháng máy và thang cuốn mỗi năm. Đa số các thang máy đang được sử dụng có độ cao vào loại thấp nhất so với thế giới, phổ biến là dùng trong các tòa nhà từ 5 – 20 tầng. Tuy nhiên, theo dự báo nhu cầu sử dụng thang máy sẽ tăng lên khi các tòa nhà cao tầng mọc lên ngày càng nhiều theo sự phát triển của nền kinh tế nước ta. Cùng với việc cung cấp và lắp đặt các hệ thống thang máy ngoại nhập, các công ty thang máy trong nước đã và đang tích cực nghiên cứu để có thể tự thiết kế và sản xuất được các cấu kiện trong thang máy. Một điều đáng mừng là đến nay các công ty thang máy của ta đã sản xuất được 70% thiết bị chính (theo đánh giá của Bộ công nghiệp).

 

Giao diện mô phỏng nguyên lý hoạt động của thang máy.

Nhìn chung các hãng trên thế giới sản xuất thang máy đều có các chỉ tiêu kỹ thuật về cơ khí như:

1. Kết cấu cơ khí thang máy phải đảm bảo vững trắc;
2. Hệ thống cơ khí phải đảm bảo thang máy chuyển động êm, an toàn;
3. Tháng máy được lựa chọn là loại có hệ thống tời kéo phía trên hố thang;
4. Hệ thống chân đế phải được thiết kế an toàn nhất;
5. Kết cấu ca bin, khung cửa phải được làm bằng vật liệu có chất lượng cao;
6. Số điểm dừng lấy theo số tầng cần phục vụ;
7. Loại thang thường dùng là loại có cửa lùa mở từ giữa về hai phía;
8. Hệ thống ray dẫn hướng cho ca bin và đối trọng phải là loại ray đặc chủng;
9. Hệ thống đối trọng dùng gang đúc có tỉ trọng cao;
10. Hệ thống cáp kéo phải đảm bảo hệ số an toàn;
11. Có hệ thống giảm chấn phù hợp với ca bin và đối trọng đặt ở dưới đáy giếng thang.

Trên cơ sở đó, thang máy được vận hành theo nguyên lý vào/ra và di chuyển: Tại mỗi cửa tầng đều bố trí các nút gọi thang máy. Khi nhận lệnh gọi của hành khách, thang máy sẽ di chuyển đến từng tầng có lệnh gọi theo một thứ tự nhất định và mở cửa buồng thang máy để hành khách bước vào. Thang máy sẽ tự động di chuyển tới tầng đã chọn đồng thời hiển thị vị trí hiện thời của buồng thang. Trong quá trình di chuyển nếu nhận được tín hiệu gọi của tầng tiếp theo thì thang máy sẽ tự động dừng lại ở tầng đó đón hành khách mới rồi mới tiếp tục di chuyển tiếp. Trong quá trình đi lên, thang máy sẽ không nhận lệnh gọi của các tầng thấp hơn vị trí hiện thời và ngược lại.

Khi di chuyển đến tầng hành khách đã chọn thì thang máy sẽ tự động giảm tốc độ từ từ và dừng hẳn khi đến đúng cửa tầng. Lúc này cửa thang máy sẽ mở ra cho hành khách bước ra đồng thời đón những hành khách mới. Như vậy, hệ thống điều khiển thang máy hiện nay là được thiết kế theo phương thức điều khiển có tín hiệu phản hồi. Các cảm biếm được sử dụng trong thang máy chủ yếu là: Cảm biến trọng lượng để chống quá tải thang máy; Cảm biến vị trí để xác định vị trí buồng thang trong quá trình chuyển động; Cảm biến gia tốc để hạn chế tốc độ và gia tốc di chuyển của buồng thang; và công tắc giới hạn hành trình để hạn chế hành trình di chuyển của buồng thang. Trong hệ thống truyền động tự động của thang máy, chất lượng truyền động thể hiện qua việc thang chuyển động nhanh, dừng êm và chính xác không gây cảm giác đột ngột cho người trong thang.
Vấn đề đảm bảo an toàn cho người sử dụng luôn là mục tiêu hàng đầu của các nhà sản xuất thang máy. Hệ thống các tín hiệu an toàn giúp việc lường trước được những tình huống có thể xảy ra khi vận hành, đồng thời có thể khắc phục sự cố một cách nhanh nhất. Nhóm nghiên cứu cũng chỉ ra rằng trong quá trình hãm của hệ thống khi vận hành thang thì quá trình hãm dừng buồng thang là rất quan trọng, nó không những ảnh hưởng tới năng suất mà còn liên quan tới mức độ an toàn của hệ thống. Do vậy, để đảm bảo quá trình phanh có mức độ êm dịu và độ dừng chính xác trong các thang máy chở người, trước khi phần cơ khí làm việc, người ta thường hạ tốc độ của động cơ xuống tốc độ quay nhỏ. Hệ thống an toàn và thiết bị bảo vệ sự cố đóng vai trò quan trọng cho chất lượng của thang may hiện đại. Các thiết bị an toàn phải được tính toán chọn một cách hợp lý chính xác. Hệ thống an toàn cơ khí phải được kết hợp với hệ thống an toàn điện, điện tử để tạo nên độ tin cậy cao tránh xảy ra các sự cố đáng tiếc.